紫皮石斛花營養(yǎng)成分測定分析

羅 慧，劉倩葶，范家坤，李崇萍，趙菊潤，趙 明*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)院，云南昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)西南中藥材種質(zhì)創(chuàng)新與利用國家地方聯(lián)合工程研究中心云南省藥用植物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明 650201；3.龍陵縣石斛研究所，云南保山 678300）

石斛（Dendrobium）是蘭科（Orchidaceae）第二大屬，據(jù)報(bào)道超過1500種植物，廣泛分布于亞洲、歐洲和澳洲等地［1-2］。中國有74種和2個(gè)變種，新鮮或干燥的石斛莖長期應(yīng)用于中醫(yī)藥。其中鐵皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）、金釵石斛（Dendrobium nobileLindl.）、霍山石斛（Dendrobium huoshanenseC. Z. Tang et S. J. Cheng）、鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxumLindl）或流蘇石斛（Dendro‐bium fimbriatumHook）的栽培品及其同屬植物近似種被列入2020 版《中華人民共和國藥典》［3-4］。除了上述石斛外，主產(chǎn)于云南省保山市龍陵縣的紫皮石斛（Dendrobium devonianumPaxt）也得到了廣泛栽培［5］。據(jù)調(diào)查，截止2018 年云南省龍陵縣中紫皮石斛種植面積達(dá)620 hm2［6］。

在石斛集約化栽培過程中產(chǎn)生了以花為主的大量副產(chǎn)物，引起了學(xué)者的關(guān)注。前期關(guān)于鐵皮石斛花的研究發(fā)現(xiàn)，石斛花含有柚皮苷和花色苷等黃酮類、石斛多糖、氨基酸、石斛堿等營養(yǎng)及活性成分，具有抗氧化、護(hù)肝、降糖降壓等功效［7］，已經(jīng)在茶飲、發(fā)酵食品、糖果糕點(diǎn)等食品中廣泛應(yīng)用［8］。但關(guān)于紫皮石斛花的研究不多，僅見曲繼旭等［9］比較金釵、鼓槌、鐵皮和紫皮4種石斛花的氨基酸組分和揮發(fā)性成分。Wang 等［10］通過響應(yīng)面法優(yōu)化了超聲輔助提取紫皮石斛花多糖的最佳工藝條件，制備得到具有抗氧化活性的三種多糖餾分，明確紫皮石斛花中多糖主要由甘露糖和葡萄糖組成。

目前紫皮石斛花云南省地方食品安全標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中，隨著食品標(biāo)準(zhǔn)的制訂，紫皮石斛花將得到更廣泛的開發(fā)，但是首先需要探明其營養(yǎng)成分。為此，本文測定了紫皮石斛花的蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、脂肪酸、礦質(zhì)離子、維生素等營養(yǎng)成分含量，明確其營養(yǎng)價(jià)值，為紫皮石斛花的深度開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

紫皮石斛干花：龍陵石斛所研究提供，避光保存。丙氨酸（Alanine，Ala）、精氨酸（Arginine，Arg）、天冬氨酸（Aspartic acid，Asp）、半胱氨酸（Cysteine，Cys）、谷氨酸（Glutamic acid，Glu）、甘氨酸（Glycine，Gly）、組氨酸（Histidine，His）、異亮氨酸（Isoleucine，Ile）、亮氨酸（Leucine，Leu）、蛋氨酸（Methionine，Met）、苯丙氨酸（Phenylalanine，Phe）、脯氨酸（Pro?line，Pro）、絲氨酸（Serine，Ser）、蘇氨酸（Threonine，Thr）、酪氨酸（Tyrosine，Tyr）、纈氨酸（Valine，Val）混標(biāo)：美國安捷倫公司；己酸甲酯（Methyl hexano?ate）、辛酸甲酯（Methyl octanoate）、癸酸甲酯（Methyl decanoate）、十一酸甲酯（Methyl undecanoate）、月桂酸甲酯（Methyl laurate）、十三酸甲酯（Methyl tri?decanoate）、肉豆蔻酸甲酯（Methyl myristate）、肉豆蔻腦酸甲酯（Methyl myristoleate）、十五烷酸甲酯（Methyl pentadecanoate）、十五碳烯酸甲酯（Methyl pentadecenoate）、棕櫚酸甲酯（Methyl palmitate）、棕櫚油酸甲酯（Methyl palmitoleate）、十七烷酸甲酯（Methyl heptadecanoate）、十七烯酸甲酯（Methyl hep?tadecenoate）、硬酯酸甲酯（Methyl stearate）、反-9-十八碳烯酸甲酯（Methyl elaidate）、油酸甲酯（Methyl oleate）、反亞油酸甲酯（Methyl linoelaidate）、亞油酸甲酯（Methyl linoleate）、花生酸甲酯（Methyl arachi?date）、r-亞麻酸甲酯（Methyl gamma linolenate）、11-二十碳烯酸甲酯（Methyl 11-eicosenoate）、亞麻酸甲酯（Methyl linolenate）、二十一烷酸甲酯（Methyl he?neicosanoate）、11，14- 二十碳二烯酸甲酯（Methyl 11，14-eicosadienoate）、山 崳 酸 甲 酯（Methyl be?henate）、順式-8，11，14-二十烷三烯酸甲酯（Cis-8，11，14-eicosatrienoic acid methyl ester）、芥 酸 甲酯（Methyl erucate）、順-11，14，17-二十碳三烯酸甲酯（Methyl 11，14，17-eicosatrienoate）、二十三烷酸甲酯（Methyl tricosanoate）、花生四烯酸甲酯（Methyl ara?chidonate）、二十二碳二烯酸甲酯（Methyl docosadie?noate）、木蠟酸甲酯（Methyl lignocerate）、二十碳五烯酸甲酯（Methyl eicosapentaenoate）、神經(jīng)酸甲酯（Methyl nervonate）和二十二碳六烯酸甲酯（Methyl docosahexaenoate）標(biāo)品：美國Supelco公司；礦質(zhì)離子和重金屬元素標(biāo)準(zhǔn)品［鎂（Mg）、鈣（Ca）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鉀（K）、銅（Cu）、硼（B）、鈉（Na）、鈷（Co）、鎳（Ni）、砷（As）、鉬（Mo）、鉛（Pb）、鋁（Al）、鉻（Cr）、硒（Se）、鍶（Sr）、鋰（Li）、鈹（Be）、磷（P）、釩（V）］：美國PerkinElmer Elan 公司；維生素B4（Adenine）、維生素B5（Pantothenic acid）、維生素B7（Biotin）、維生素B8（Adenosine 5′-monophosphate）、維生素B9（Folic acid）、維生素B12（Cyanocobalamin）、維生素B1（Thiamine）、維生素B2（Riboflavin）、維生素B3（Nicotinamide）、維生素B6（Pyridoxine）、維生素C（ascorbic acid）、α-生育酚（α-tocopherol acetate）、γ-生育酚（γ-tocopherol acetate）、δ-生育酚（δ-tocoph?erol acetate）、維生素K1（Phylloquinone）試劑：上海三黍生物科技有限公司提供；甲醇、乙腈、乙醇：色譜純，Merck公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

756CRT紫外可見分光光度計(jì)（上海菁華科技儀器有限公司）；1200 型高速液相色譜系統(tǒng)（美國Agi?lent 公司）；A13204-N 電子分析天平（奧豪斯儀器有限公司）；Smart-Q30 實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)（上海和泰儀器有限公司）；DHG-9140 型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海中友儀器設(shè)備有限公司）；Avio 200 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀器（美國PerkinElmer 公司）；Thermo DGLC 雙三元超高效液相（美國Thermo 公司）；Q ex?active高分辨質(zhì)譜檢測系統(tǒng)（美國Thermo公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.5—2016 中分光光度法［11］、硫酸蒽酮比色法［12］和苯酚硫酸法［13］測定蛋白質(zhì)、可溶性糖、多糖含量。應(yīng)用茚三酮比色法［14］和實(shí)驗(yàn)室建立的高效液相色譜法（HPLC）測定氨基酸組分含量［15］，并根據(jù)峰面積使用外標(biāo)法進(jìn)行定量。

應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）測定中長鏈脂肪酸組成與含量［16］，應(yīng)用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LCMS）技術(shù)測定維生素B、C、E 和K 組成與含量［17］，應(yīng)用Avio 200 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀器ICPMS 技術(shù)，測定紫皮石斛花中的礦物質(zhì)元素［18］，每個(gè)樣品設(shè)置3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)素含量

測定紫皮石斛花的含水量、蛋白、多糖與游離氨基酸含量，見表1。由表可知，紫皮石斛花的粗蛋白和游離氨基酸含量分別為（1.70±0.28）%和（1.64±0.05）%。采用HPLC 檢測到16 種游離氨基酸，其中包括苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸共6種人體必需氨基酸。其中條件必需氨基酸Arg（1.12±0.06）mg/g 和半胱氨酸Cys（1.38±0.10）mg/g 含量較高。氨基酸組成與曲繼旭等測定相符，但是氨基酸含量較曲繼旭等［9］報(bào)道偏低，我們推測是樣品來源與測定方法不同的原因。由于石斛的主要活性成分是多糖［19］，在該紫皮石斛花中檢測到多糖含量為（4.06±0.08）%，與陳丹等［20］測定結(jié)果相比表明紫皮石斛花多糖含量低于莖。

表1 紫皮石斛花的水分、蛋白、多糖與氨基酸含量Table 1 The contents of protein，amino acids and polysaccha?ride in D. devonianum flowers

2.2 脂肪酸

脂肪酸是一類具有重要功能的生物分子，廣泛存在于動植物體內(nèi)，是人體的重要組成成分［21］。脂肪酸能顯著影響和改善神經(jīng)類疾病，內(nèi)分泌失調(diào)以及代謝綜合征等疾?。?2］，具有重要的營養(yǎng)價(jià)值與藥理活性。本試驗(yàn)采用GC-MS 檢測到紫皮石斛花中含有6種酯化的脂肪酸，包括棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亞麻酸甲酯和木蠟酸甲酯，含量從（0.65±0.15）mg/g 到（30.76±3.40）mg/g（表2）。在紫皮石斛花中檢測到含量最高的是亞油酸甲酯，據(jù)報(bào)道飲食攝入亞油酸可降低心血管疾病［23］和癌癥［24］發(fā)生。因此，紫皮石斛花具有亞油酸的保健功效，有可能作為脂肪酸補(bǔ)充的開發(fā)物質(zhì)。

表2 紫皮石斛花中脂肪酸甲酯的含量Table 2 The contents of methyl esters of fatty acids in D. devo‐nianum flowers

2.3 維生素

維生素是維持正常生理功能所必需的天然物質(zhì)，據(jù)報(bào)道人體內(nèi)有13種維生素［25］。本試驗(yàn)在紫皮石斛花中檢測到了9 種B 族維生素（維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B4、維生素B5、維生素B6、維生素B7、維生素B8和維生素B9）、3種維生素E（δ-VE、r-VE、a-VE）以及維生素C 和K（表3）。首次發(fā)現(xiàn)紫皮石斛花的維生素B4含量高達(dá)（4 789.02±610.83）μg/g。維生素B4又稱為腺嘌呤，腺嘌呤是核酸合成的前體物質(zhì)，在體內(nèi)參與RNA 和DNA 合成，當(dāng)白細(xì)胞缺乏時(shí)，它能促進(jìn)白細(xì)胞增生，可用于防治各種原因引起的白細(xì)胞減少癥［26］。檢測發(fā)現(xiàn)紫皮石斛花維生素C 含量為（488.16±26.93）μg/g，即48.82 mg/100 g。與楊詩謠［27］檢測結(jié)果相比，紫皮石斛花中維生素C 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西紅柿（9.46 mg/100 g）、黃瓜（0.76 mg/100 g）、洋蔥（0.14 mg/100 g）中維生素C 含量，也高于柚子（30.78 mg/100 g）、檸檬（18.55 mg/100 g）、桔子（15.38 mg/100 g）中維生素C 含量，僅低于番石榴（96.91 mg/100 g）、獼猴桃（68.09 mg/100 g）的含量。由此可見，紫皮石斛花中維生素C 含量較高，具有開發(fā)為維生素C 補(bǔ)充劑的潛力。在紫皮石斛花中還檢測到3種維生素E，分別是α-VE、γ-VE和δ-VE，其中α-VE含量最高，含量為（15.21±0.32）μg/g，其次是γ-VE（5.62±0.09）μg/g。紫皮石斛花維生素K1含量為（0.13±0.09）μg/g?？偟膩砜矗掀なňS生素組成豐富，富含腺嘌呤、維生素C，具有開發(fā)成為復(fù)合維生素補(bǔ)充劑的潛力。

表3 紫皮石斛花維生素的含量Table 3 The contents of vitamins in D. devonianum flowers

2.4 礦物元素

礦物質(zhì)是人體必需的營養(yǎng)素之一，在體內(nèi)無法自行產(chǎn)生、合成，必須由外界環(huán)境供給，常適量攝入維持機(jī)體的正常生命活動［28］。為此，本試驗(yàn)檢測了5 種常量元素（鈣、鎂、鉀、鈉、磷）、14 種微量元素（錳、鐵、鋅、銅、硼、鈷、鎳、鉬、鋁、硒、鍶、鋰、鈹、釩），以及4 種有害元素（鎘、砷、鉛、鉻）的含量。在紫皮石斛花中檢測到含5 種常量元素（鈣、鎂、鉀、鈉、磷），其中鉀含量（13 956.05±343.16）mg/kg 最高，其次是鈣（7 025.37±137.17）mg/kg，然后鈉含量（99.43±0.74）mg/kg 最低，呈現(xiàn)出高鉀低鈉的特點(diǎn)。并在紫皮石斛花中檢測到7種微量元素（鐵、鋁、錳、硼、鍶、銅、鋰），含量在（12.69±0.08）mg/kg到（74.40±6.24）mg/kg 之間，其中含量最高的是鐵（74.40±6.24）mg/kg。該結(jié)果表明紫皮石斛花含有大量的鉀、鈣元素，與Rop 研究認(rèn)為食用花卉中礦物質(zhì)含量高于水果蔬菜，可作為優(yōu)質(zhì)的礦物質(zhì)補(bǔ)充結(jié)果一致［29］。另外，在紫皮石斛花中未檢測到有害元素（鎘、砷、鉛、鉻）。人類需要超過22 種的礦物質(zhì)，通常從食物攝入補(bǔ)充，但是經(jīng)常缺乏鐵、鋅、鈣、鎂、銅、硒等元素［30］。紫皮石斛花含有鉀、鈣、磷、鎂、鈉、銅、鐵等礦物質(zhì)，可作為人體礦物質(zhì)良好的補(bǔ)充劑。

表4 紫皮石斛花礦物質(zhì)的含量Table 4 The contents of mineral elements in D. devonianum flowers

3 結(jié)論

紫皮石斛花含有豐富的脂肪酸和6種人體必須氨基酸，富含維生素B4和維生素C。紫皮石斛花中礦物質(zhì)以鉀、鈣、磷、鎂等為主，具有高鉀低鈉的特點(diǎn)。本研究為將紫皮石斛花開發(fā)為功能產(chǎn)品提供理論依據(jù)。